本实用新型专利技术为一种城门洞型隧道开挖装置，该城门洞型隧道开挖装置包括主刀盘和两个辅助刀盘，主刀盘与主驱动装置连接，主驱动装置固定设置于盾构机的前盾上，两辅助刀盘分别设置于主刀盘的底部两侧；辅助刀盘包括刀盘主体和多个刀具，刀盘主体的一侧端面与辅助驱动装置连接，辅助驱动装置固定设置于主驱动装置上，各刀具设置于刀盘主体的另一相对侧端面上，且各刀具均能与位于主刀盘底部两侧的隧道的内壁相接触。本实用新型专利技术解决了城门洞型隧道施工难度大、施工周期长的技术问题。施工周期长的技术问题。施工周期长的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
城门洞型隧道开挖装置
[0001]本技术涉及隧道开挖、硬岩掘进
，尤其涉及一种城门洞型隧道开挖装置。
技术介绍
[0002]现阶段，针对异形断面隧道(如：城门洞型隧道)的开挖，常用的开挖方式是钻爆法。但是，钻爆法在施工过程中安全性差、机械化程度低、施工效率低，获得的开挖面成型质量差，且施工过程中对环境的破坏大。
[0003]在掘进过程中，所使用的设备为圆形盾构机或者TBM隧道掘进机，而圆形盾构机或者TBM隧道掘进机的刀盘多为规则的圆柱形，开挖的断面为圆形，其优点是受力较好、隧道安全性高，但圆形截面的隧道由于下部空间使用受限，对于需要错车的隧道，要专门预留错车硐室或扩大断面开挖直径，因此，常常无法保证所需隧道断面一次成型，这就造成了城门洞型隧道施工难度大、施工周期长的缺点。
[0004]针对相关技术中城门洞型隧道施工难度大、施工周期长的问题，目前尚未给出有效的解决方案。
[0005]由此，本专利技术人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种城门洞型隧道开挖装置，以克服现有技术的缺陷。
技术实现思路
[0006]本技术的目的在于提供一种城门洞型隧道开挖装置，通过主刀盘与位于其底部两侧的辅助刀盘协同进行隧道开挖作业，可实现对城门洞型隧道的全断面一次成型，开挖安全性高、施工效率高、缩短工期，而且能够保证开挖面良好的成型质量，有效提高城门洞型等异形隧道截面空间的利用率。
[0007]本技术的目的可采用下列技术方案来实现：
[0008]本技术提供了一种城门洞型隧道开挖装置，其设置于隧道内，所述城门洞型隧道开挖装置包括对所述隧道进行开挖以形成圆形横断面的主刀盘和对所述圆形横断面的底部两侧位置进行开挖以与所述圆形横断面配合形成城门洞形横断面的两个辅助刀盘，所述主刀盘与主驱动装置连接，所述主驱动装置固定设置于盾构机的前盾上，两所述辅助刀盘分别设置于所述主刀盘的底部两侧；
[0009]所述辅助刀盘包括刀盘主体和多个刀具，所述刀盘主体的一侧端面与辅助驱动装置连接，所述辅助驱动装置固定设置于所述主驱动装置上，各所述刀具设置于所述刀盘主体的另一相对侧端面上，且各所述刀具均能与位于所述主刀盘底部两侧的所述隧道的内壁相接触。
[0010]在本技术的一较佳实施方式中，所述刀盘主体为由靠近所述辅助驱动装置至远离所述辅助驱动装置方向直径逐渐缩小的锥形结构，且各所述刀具均位于所述刀盘主体的锥形面上。
[0011]在本技术的一较佳实施方式中，所述刀盘主体的轴向与所述主刀盘的轴向相垂直。
[0012]在本技术的一较佳实施方式中，所述辅助刀盘还包括连接轴，所述连接轴的一端与所述刀盘主体连接，所述连接轴的另一端与所述辅助驱动装置的输出轴连接。
[0013]在本技术的一较佳实施方式中，所述城门洞型隧道开挖装置还包括能固定于所述隧道内的支撑架，所述主驱动装置与所述前盾之间连接有多个筋板，所述支撑架与所述前盾之间设置有多个推进油缸，各所述推进油缸的一端分别与对应的所述筋板连接，各所述推进油缸的另一端固定在所述支撑架上。
[0014]在本技术的一较佳实施方式中，各所述推进油缸沿所述隧道的周向依次间隔分布。
[0015]在本技术的一较佳实施方式中，所述支撑架上设置有能将所述支撑架固定于所述隧道内的多个撑靴油缸，所述撑靴油缸的一端固定于所述支撑架6上，所述撑靴油缸的另一端能伸出至与所述隧道的内壁相抵接。
[0016]在本技术的一较佳实施方式中，各所述撑靴油缸沿所述隧道的周向依次间隔分布。
[0017]在本技术的一较佳实施方式中，所述城门洞型隧道开挖装置还包括将渣土运送至所述隧道外的皮带机和将位于所述隧道底部的渣土提升至所述皮带机上的收渣装置，所述皮带机设置于所述前盾的中间位置且延伸至所述前盾的外部。
[0018]在本技术的一较佳实施方式中，所述收渣装置包括在竖直平面内围合形成的环形传动链条，所述传动链条套设于驱动链轮上，在所述传动链条的环形结构的外圈上沿所述传动链条的周向设置有多个刮板，位于环形结构底部的所述传动链条上的所述刮板与所述隧道的底部接触，位于环形结构顶部的所述传动链条上的所述刮板位于所述皮带机的上方。
[0019]在本技术的一较佳实施方式中，所述前盾的内部且位于所述辅助刀盘的后方设置有集渣斗，所述集渣斗为沿竖直设置的板状结构，所述集渣斗的底部与所述隧道的底部相接触，所述集渣斗朝向所述辅助刀盘一侧的端面上形成有收集渣土的凹部。
[0020]在本技术的一较佳实施方式中，所述主驱动装置以及所述辅助驱动装置均为驱动马达，所述主驱动装置的输出轴与所述主刀盘连接，所述辅助驱动装置的输出轴与所述辅助刀盘连接。
[0021]由上所述，本技术的城门洞型隧道开挖装置的特点及优点是：在盾构机的前盾上安装有主刀盘，并在主刀盘的底部两侧分别设置有辅助刀盘，在对城门洞型隧道进行开挖过程中，通过主驱动装置驱动主刀盘转动，从而对隧道的主体进行开挖，以形成圆形横断面，同时通过辅助驱动装置驱动辅助刀盘转动，从而在圆形横断面的底部两侧位置分别进行开挖，使两辅助刀盘开挖位置与圆形横断面相配合形成城门形的隧道，主刀盘与两辅助刀盘协同、同步进行隧道开挖作业，能够实现对城门洞型隧道的全断面一次成型，保证开挖面良好的成型质量，与传统的钻爆法相比开挖安全性以及施工机械化程度均更高，大大提高施工效率，缩短工期，与现有开挖方式相比能够有效提高城门洞型隧道截面空间的利用率，进而适于城门洞型等异形隧道的开挖作业。
附图说明
[0022]以下附图仅旨在于对本技术做示意性说明和解释，并不限定本技术的范围。其中：
[0023]图1：为本技术城门洞型隧道开挖装置的结构示意图。
[0024]图2：为本技术城门洞型隧道开挖装置的横截面示意图。
[0025]图3：为本技术城门洞型隧道开挖装置中辅助刀盘的结构示意图。
[0026]图4：为本技术城门洞型隧道开挖装置中收渣装置的结构示意图。
[0027]本技术中的附图标号为：
[0028]1、主刀盘；
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2、辅助刀盘；
[0029]201、刀盘主体；
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202、刀具；
[0030]203、连接轴；
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3、前盾；
[0031]4、主驱动装置；
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5、辅助驱动装置；
[0032]6、支撑架；
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7、推进油缸；
[0033]8、撑靴油缸；
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9、皮带机；
[0034]10、集渣斗；
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11、收渣装置；
[0035]1101、传动链条；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种城门洞型隧道开挖装置，其设置于隧道(20)内，其特征在于，所述城门洞型隧道开挖装置包括对所述隧道(20)进行开挖以形成圆形横断面的主刀盘(1)和对所述圆形横断面的底部两侧位置进行开挖以与所述圆形横断面配合形成城门洞形横断面的两个辅助刀盘(2)，所述主刀盘(1)与主驱动装置(4)连接，所述主驱动装置(4)固定设置于盾构机的前盾(3)上，两所述辅助刀盘(2)分别设置于所述主刀盘(1)的底部两侧；所述辅助刀盘(2)包括刀盘主体(201)和多个刀具(202)，所述刀盘主体(201)的一侧端面与辅助驱动装置(5)连接，所述辅助驱动装置(5)固定设置于所述主驱动装置(4)上，各所述刀具(202)设置于所述刀盘主体(201)的另一相对侧端面上，且各所述刀具(202)均能与位于所述主刀盘(1)底部两侧的所述隧道(20)的内壁相接触。2.如权利要求1所述的城门洞型隧道开挖装置，其特征在于，所述刀盘主体(201)为由靠近所述辅助驱动装置(5)至远离所述辅助驱动装置(5)方向直径逐渐缩小的锥形结构，且各所述刀具(202)均位于所述刀盘主体(201)的锥形面上。3.如权利要求2所述的城门洞型隧道开挖装置，其特征在于，所述刀盘主体(201)的轴向与所述主刀盘(1)的轴向相垂直。4.如权利要求2所述的城门洞型隧道开挖装置，其特征在于，所述辅助刀盘(2)还包括连接轴(203)，所述连接轴(203)的一端与所述刀盘主体(201)连接，所述连接轴(203)的另一端与所述辅助驱动装置(5)的输出轴连接。5.如权利要求1所述的城门洞型隧道开挖装置，其特征在于，所述城门洞型隧道开挖装置还包括能固定于所述隧道(20)内的支撑架(6)，所述主驱动装置(4)与所述前盾(3)之间连接有多个筋板(12)，所述支撑架(6)与所述前盾(3)之间设置有多个推进油缸(7)，各所述推进油缸(7)的一端分别与对应的所述筋板(12)连接，各所述推进油缸(7)的另一端固定在所述支撑架(6)上。6.如权利要求5所述的城门洞型隧道开挖装置，其特征在于，各所述推进油缸(...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯歌，宋春晓，邓飞，赵子辉，付玉龙，张恒，宋德华，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：新型
国别省市：
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